JP3879439B2

JP3879439B2 - Electric vehicle power circuit system and feeding system

Info

Publication number: JP3879439B2
Application number: JP2001169474A
Authority: JP
Inventors: 秀夫渡邉
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2021-06-05
Also published as: JP2002369311A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流及び交直両用ＶＶＶＦ電気車が異電源区間（交流―交流又は交流―直流）を力行したままの状態で通過するための電気車電源回路及びき電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
交流電気鉄道では、三相電源をスコット変圧器またはウッドブリッジ変圧器を用いてそのＭ座，Ｔ座巻線から９０°位相の違う２つの単相（Ｍ座，Ｔ座電源）に変換してき電している。また、き電系は連続しているため隣り合う変電所の電源突き合わせ箇所がある。
【０００３】
これら電源突き合わせ場所にはトロリー線から電源を集電する列車のパンタグラフが、異電源を短絡させることなく通過できるような構成となっている。
【０００４】
在来線では図３に示すように、異電源のトロリー線１₁，１₂間に約８ｍのＦＲＰ又はウッド等の絶縁材料を挿入してデッドセクション２として絶縁を保っている。列車１０はこの異電源区間を通過する時アークが発生したり、異電源のトロリー線１₁，１₂間に短絡を起こさないように、デッドセクション２の手前に設けたデッドセクション標識５₁を見てノッチオフとし、デッドセクション通過位置に設けたデッドセクション標識５₂を見てノッチオンとしている。
【０００５】
新幹線においては図４に示すように、異電源のトロリー線１₁，１₂間に約１ｋｍの切替セクション（中セクション）４を設け、トロリー線１₁と切替セクション４間及びトロリー線１₂と切替セクション４間にそれぞれ切替遮断器ＣＢ１，ＣＢ２を接続し、切替遮断器ＣＢ１，ＣＢ２を列車１０の進行に合わせて切替て、セクション４がトロリー線１₁のＭ（Ａ）座電源又はトロリー線１₂のＴ（Ｂ）座電源により加圧され、ノッチオンのまま列車１０が通過しうるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記在来線の場合、デッドセクション付近で運転手は、デッドセクション標識に従いノッチオフとして通過しなければならず、高速運転に適しない。また、デッドセクション通過時ノッチオフとしても補機電力等はオン状態のままであり、トロリー線からデッドセクションに移るときある程度アークが発生するため、定期的なデッドセクションの点検、交換が必要であり、保守費が嵩む。また、パンタグラフがデッドセクションを通過する時、照明や空調、車内表示器等が一旦止まり、サービス低下となっている。
【０００７】
上記新幹線の場合、変電所やき電区分所に切替設備を設ける必要があり、設備費が嵩む。また、車両の走行に合わせて電源の切替えを行うため、中セクションの長さは１０００ｍ以上必要となる。また、中セクションの電源切替え時に、２５０ｍｓ〜３５０ｍｓの瞬時停電が発生する。また、切替遮断器は車両の通過の度にオン、オフが繰り返されので、保守が必要であり、故障も多い。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、電気車がデッドセクションを力行したままの状態で通過することのできる車両電源回路及びき電システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであり、請求項１に記載の電気車の電源回路方式は、パンタグラフの電源系統を直流電源系に変換し、この直流電源系を三相交流電源系に変換して誘導モータを制御する電気車の電源回路において、複数パンタグラフの電源系統を、直流変換した後の直流電源系で並列接続し、先頭側及び後尾側電気車が系統を異にするトロリー線から電力を受けることになってもトロリー線を短絡させることなく運転することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の電気車の電源回路方式は、パンタグラフの電源系統を直流電源系に変換し、この直流電源系を三相交流電源系に変換して誘導モータを制御する電気車の電源回路において、複数パンタグラフの電源系統を、直流電源系から三相変換した後の三相交流電源系で並列接続したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載のき電システムは、請求項１又は２に記載の電気車の電源回路方式により、パンタグラフの間隔がデッドセクションの長さ以上の電気車をデッドセクションを力行したままアークを引くことなく通過できるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載のき電システムは、新幹線電気車の電源回路を請求項１又は２に記載の電気車の電源回路方式とすると共に、新幹線の異電源突き合せ個所をデッドセクションによるき電構成とし、パンタグラフの間隔がデッドセクションの長さ以上の新幹線電気車を切替セクション無しで高速走行できるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施形態１
図１に本発明の実施形態１に係る交流電鉄用電気車の直流並列接続方式の電源回路構成図を示す。図中、１₁、１₂は、デッドセクション２で接続されているトロリー線、１０ａ、１０ｂは、先頭側と後尾側のＶＶＶＦ制御の電気車で、電気車１０ａ、１０ｂの電源回路は同じく構成されている。電気車１０ａ、１０ｂは、それぞれトロリー線１₁又は１₂からパンタグラフ１１を通し真空遮断器１２を介して主変圧器１４の一次側１４ａに電源引込みを行う。なお、パンタグラフ１１の間隔は、デッドセクション２の長さ（交流の場合８ｍ、交直両用の場合２０ｍ又は４５ｍ）以上とする。
【００１４】
電気車１０ａ、１０ｂの主変圧器１４の二次側１４ｂ₁〜１４ｂ₄にはコンバータ１６₁〜１６₄が接続されており、コンバータ１６₁、１６₂には電気車駆動用誘導モータ１８₁、１８₂を制御する第１のＶＶＶＦ三相インバータ１７₁が、コンバータ１６₃、１６₄には車両駆動用誘導モータ１８₃、１８₄を制御する第２のＶＶＶＦ三相インバータ１７₂が接続されている。そして、電気車１０ａと１０ｂのコンバータ１６₁、１６₂ の出力側（第１の直流電源系）は第１のケーブル２１ａで並列に接続され、電気車１０ａ、１０ｂは第１の直流電源系の電力を融通しうるようにしてある。同様に電気車１０ａと１０ｂのコンバータ１６₃、１６₄ の出力側（第２の直流電源系）は第２のケーブル２１ｂで並列に接続され、電気車１０ａ、１０ｂは第２の直流電源系の電力を融通しうるようにしてある。即ち、電気車１０ａ、１０ｂの電源回路は、複数パンタグラフの電源系統が直流変換した後の直流電源系で並列接続した電源回路方式としてある。
【００１５】
また、電気車１０ａ、１０ｂの主変圧器１４二次側１４ｂ₅には補助機用のコンバータ１６₅が接続されており、電気車１０ａ、１０ｂのコンバータ１６₅の直流側はケーブル２２で並列に接続され、電気車１０ａ、１０ｂの補助機系直流電力を融通しうるようにしてある。
【００１６】
上記電気車の動作について説明する。今、先頭側及び後尾側電気車１０ａ、１０ｂはトロリー線１₁側をトロリー線１₂方向に力行運転により走行しているとする。このとき電気車１０ａ、１０ｂは共にトロリー線１₁から電力を受けて走行する。即ち、トロリー線１₁から電気車１０ａ、１０ｂのパンタグラフ１１で引込まれた単相交流は変圧器１４で降圧され、コンバータ１６₁〜１６₄で直流電源系に変換される。インバータ１７₁、１７₂はこの直流をＶＶＶＦの三相交流に変換して誘導モータ１８₁、〜１８₄を制御し、電気車１０ａ、１０ｂを所定の速度で走行させる。
【００１７】
上記力行運転している電気車１０ａ、１０ｂの先頭側電気車１０ａのパンタグラフ１１がデッドセクション２に入ると、後尾側の電気車１０ｂはトロリー線１₁から引続き電力を受けられるが、先頭側電気車１０ａはトロリー線から電力を受けることができなくなる。しかし、電気車１０ａ、１０ｂのコンバータ１６₁〜１６₄の直流側は第１、第２のケーブル２１ａ、２１ｂで並列に接続されているので、先頭側電気車１０ａの第１、第２のインバータ１７₁、１７₂は後尾側電気車１０ｂのコンバータ１６₁〜１６₄で変換された直流を三相交流に変換して誘導モータ１８₁、〜１８₄を制御する。従って電気車１０ａがトロリー線１₁に入っても電気車１０ａ、１０ｂは力行運転のまま走行できる。また、先頭側電気車１０ａの補機用電源はケーブル２２を介して後尾側電気車１０ｂのコンバータ１６₅から得られるので、補機停電となることはない。
【００１８】
上記力行運転で先頭側の電気車１０ａのパンタグラフ１１がデッドセクション２を通り抜けトロリー線１₂に入ると、電気車１０ａ及び１０ｂは、系統を異にするトロリー線１₂及び１₁から電力を受けることになる。しかし、電気車１０ａと１０ｂのパンタグラフ１１の電源系は、直流変換後の直流電源系で接続されており、電気車１０ａと１０ｂのパンタグラフ１１同士はケーブルで接続されていないので、電気車１０ａ及び１０ｂが系統を異にするトロリー線１₂及び１₁から電力を受けることになってもトロリー線１₁、１₂間を短絡させることなく力行運転のまま走行できる。
【００１９】
力行運転で後尾側の電気車１０ｂのパンタグラフ１１がデッドセクション２に入ると、電気車１０ａはトロリー線１₂から電力を受けられるが、電気車１０ｂはトロリー線から電力を受けることができなくなる。しかし、後尾側電気車１０ｂの第１、第２のインバータ１７₁、１７₂は、第１、第２のケーブル２１ａ、２１ｂを介して先頭側電気車１０ａのコンバータ１６₁〜１６₄で変換した直流を三相に変換して誘導モータ１８₁、〜１８₄を駆動する。従って電気車１０ｂがデッドセクション２に入っても電気車１０ａ、１０ｂは力行運転のまま走行できる。また、後尾側電気車１０ｂの補機用電源はケーブル２２を介して先頭側電気車１０ａのコンバータ１６₅から得られるので、補機停電となることはない。
【００２０】
後尾側の電気車１０ｂのパンタグラフ１１がデッドセクション２を通り抜けにトロリー線１₂に入ると、電気車１０ａ、１０ｂは同じトロリー線１₂から電力を受けて走行する。
【００２１】
以上のように電気車１０ａ、１０ｂは、力行運転のままデッドセクション２を通りぬけることができるので、従来のようにデッドセクション標識に従ってデッドセクション２をノッチオフとして通過する必要はない。従って高速運転が可能になる。
【００２２】
実施形態２
図２に本発明の実施形態２に係る交流電鉄用電気車の三相交流並列接続方式の電源回路構成図を示す。図中、１₁、１₂は、デッドセクション２で接続されているトロリー線、１０ａ、１０ｂは、先頭側と後尾側のＶＶＶＦ制御の電気車で、電気車１０ａ、１０ｂの電源回路は同じく構成はされている。電気車１０ａ、１０ｂは、それぞれトロリー線１₁又は１₂からパンタグラフ１１を通し真空遮断器１２を介して主変圧器１４の一次側１４ａに電源引込みを行う。なお、パンタグラフ１１の間隔は、デッドセクション２の長さ（交流の場合８ｍ、交直両用の場合２０ｍ又は４５ｍ）以上とする。
【００２３】
電気車１０ａ、１０ｂの主変圧器１４の二次側１４ｂ₁〜１４ｂ₄にはコンバータ１６₁〜１６₄が接続されており、コンバータ１６₁、１６₂には車両駆動用誘導モータ１８₁、１８₂を制御する第１のＶＶＶＦ三相インバータ１７₁が、コンバータ１６₃、１６₄には車両駆動用誘導モータ１８₃、１８₄を制御する第２のＶＶＶＦ三相インバータ１７₂が接続されている。そして、電気車１０ａと１０ｂの第１のインバータ１７₁出力側（第１の三相交流電源系）は第１のケーブル２３ａで並列に接続され、電気車１０ａ、１０ｂの第１の三相交流を融通しうるようにしてある。同様に電気車１０ａと１０ｂのインバータ１７₂出力側（第２の三相交流電源系）は第２のケーブル２３ｂで並列に接続され、電気車１０ａ、１０ｂの第２の三相交流を融通しうるようにしてある。即ち、電気車１０ａ、１０ｂの電源回路は、複数パンタグラフの電源系統を直流から三相変換した後の三相交流電源系で並列接続した電源回路方式としてある。
【００２４】
また、電気車１０ａ、１０ｂの主変圧器１４二次側１４ｂ₅には補助機用のコンバータ１６₅が接続されており、電気車１０ａ、１０ｂのコンバータ１６₅の直流側は図示省略のケーブルで並列に接続され、電気車１０ａ、１０ｂの補助機系直流電力を融通しうるようにしてある。
【００２５】
上記電気車の動作について説明する。今、先頭側電気車１０ａと後尾側電気車１０ｂはトロリー線１₁側を力行運転でトロリー線１₂方向に走行しているとする。このとき電気車１０ａ、１０ｂはトロリー線１₁から電力を受けて走行する。即ち、トロリー線１₁から電気車１０ａ、１０ｂのパンタグラフ１１で引込まれ変圧器１４で降圧された単相交流はコンバータ１６₁〜１６₄で直流に変換される。インバータ１７₁、１７₂はこの直流をＶＶＶＦの三相交流に変換して誘導モータ１８₁、〜１８₄を駆動し、電気車１０ａ、１０ｂを所定の速度で走行させる。
【００２６】
力行運転している電気車１０ａ、１０ｂの先頭側電気車１０ａのパンタグラフ１１がデッドセクション２に入ると、後尾側の電気車１０ｂはトロリー線１₁から引続き電力を受けられるが、先頭側電気車１０ａはトロリー線から電力を受けることができなくなる。しかし、電気車１０ａと１０ｂの第１、第２インバータ１７₁、１７₂の三相交流側は第１、第２のケーブル２３ａ、２３ｂで並列に接続されているので、先頭側電気車１０ａの誘導モータ１８₁、１８₂は後尾側電気車１０ｂのインバータ１７₁からの三相交流により駆動される。従って電気車１０ａ、１０ｂは力行運転のまま走行することができる。また、先頭側電気車１０ａの補機用電源は、図示省略のケーブルを介して後尾側電気車１０ｂのコンバータ１６₅から得られるので、補機停電となることはない。
【００２７】
力行運転で先頭側の電気車１０ａのパンタグラフ１１がデッドセクション２を通り抜けトロリー線１₂に入ると、電気車１０ａ及び１０ｂは、系統を異にするトロリー線１₂及び１₁から電力を受けることになる。しかし、電気車１０ａと１０ｂのパンタグラフ１１の電源系は、三相変換後の三相交流電源系で接続されており、電気車１０ａと１０ｂのパンタグラフ１１はケーブルで接続されていないので、電気車１０ａ、１０ｂが系統を異にするトロリー線１₂及び１₁から電力を受けることになってもトロリー線１₁、１₂間を短絡させることなく走行できる。
【００２８】
力行運転で後尾側の電気車１０ｂのパンタグラフ１１がデッドセクション２に入ると、電気車１０ａはトロリー線１₂から電力を受けられるが、電気車１０ｂはトロリー線から電力を受けることができなくなる。しかし、電気車１０ａ、１０ｂの第１、第２インバータ１７₁、１７₂の三相交流側は第１、第２のケーブル２３ａ、２３ｂで並列に接続されているので、後尾側電気車１０ｂの誘導モータ１８₁〜１８₄は先頭側電気車１０ａのインバータ１７₁、１７₁₂の三相交流により駆動される。従って電気車１０ａ、１０ｂは力行運転のまま走行できる。また、後尾側電気車１０ｂの補機用電源は図示省略のケーブルを介して先頭側電気車１０ａのコンバータ１６₅から得られるので、補機停電となることはない。
【００２９】
後尾側の電気車１０ｂのパンタグラフ１１がデッドセクション２を通り抜けにトロリー線１₂に入ると、電気車１０ａ、１０ｂは共にトロリー線１₂から電力を受けて走行する。
【００３０】
以上のように電気車１０ａ、１０ｂは、力行運転でデッドセクション２を通り抜けることができるので、従来のようにデッドセクション標識に従いデッドセクション２をノッチオフとして通過する必要はない。従って高速運転が可能になる。
【００３１】
なお、実施形態１，２では、各電気車のコンバータは４台、インバータは２台、車両駆動用モータは４台となつており、変換された直流電源系や交流電源系が２系統となっているが、本発明はこれに限定されるものではない。また、実施形態１，２は、異電源区間が交流―交流の場合であるが、異電源区間が交流―直流の場合は、例えば、パンタグラフ電源系統を直流電源系統に変換する回路として、上記主変圧器１４とコンバータ１６₁〜１６₄の回路、及びＤＣ−ＤＣコンバータを設け、パンタグラフ電源系統が交流のとき主変圧器１４とコンバータ１６₁〜１６₄の回路で直流変換し、直流のときＤＣ−ＤＣコンバータで直流変換する自動切換回路を用いる。
【００３２】
【発明の効果】
（１）運転手はデッドセクション標識を意識せずに運転できるので、負担が軽減される。
（２）ノッチオンのまま走行できるため、高速走行に適しており、標定速度向上が期待される。
（３）補機電源の停電がなくなり、サービス向上につながる。
（４）デッドセクション通過に伴う車両電源停電がなくなり、頻繁な停復電による突流がなくなり、機器の寿命に良い。
（５）複数パンダグラフを持つ車両の場合、どちらかのパンダグラフが必ず集電でき、力行のままデッドセクションを通過できるため、従来のようにデッドセクションを設備する場所に対する考慮は一切不要となる。
（６）この方式を新幹線に適用すると、新幹線の切り替えセクションは一切不要となり、在来線並みのデッドセクションによる力行運転が可能となり、経済的な新幹線き電システムが構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る交流電鉄用電気車の直流並列接続方式の電源回路構成図。
【図２】実施形態１に係る交流電鉄用電気車の三相交流並列接続方式の電源回路構成図。
【図３】従来例に係る在来線の異電源区間の構成説明図。
【図４】従来例に係る新幹線の異電源区間の構成説明図。
【符号の説明】
１₁、１₂…異電源のトロリー線
２…デッドセクション
１０ａ、１０ｂ…電気車
１１…パンタグラフ
１４…主変圧器
１６…コンバータ
１７…ＶＶＶＦインバータ
１８…車両駆動用モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric vehicle power supply circuit and a feeding system for passing an AC / AC / DC VVVF electric vehicle in a state where it is powered by a different power source section (AC-AC or AC-DC).
[0002]
[Prior art]
In an AC electric railway, a three-phase power supply is converted into two single phases (M-seat, T-seat power supply) that are 90 degrees out of phase from the M- and T-seat windings using a Scott transformer or a Woodbridge transformer. is doing. In addition, since the feeder system is continuous, there is a power source butting point of an adjacent substation.
[0003]
The pantographs of the train that collects power from the trolley line can pass through these power source matching locations without short-circuiting different power sources.
[0004]
As in the conventional line shown in FIG. 3, it is kept insulated as dead section 2 by inserting the insulating material of FRP or wood like about 8m between the trolley line 1 _1, 1 ₂ of a different power source. The train 10 is provided with a dead section sign 5 ₁ provided in front of the dead section 2 so as not to generate an arc when passing through this different power source section or to cause a short circuit between the trolley wires 1 ₁ and 1 _{2 of} the different power source. viewed as Notchiofu to have a Notchion seeing a dead section labeled 5 ₂ provided in the dead section passing position.
[0005]
As in the Shinkansen 4, trolley wires of different power supply 1 _1, 1 ₂ switching section (middle section) of approximately 1km between the provided 4, the trolley wire 1 ₁ and the switching section 4 and between the trolley wire 1 ₂ connect each switch breakers CB1, CB2 between switching section 4, the switching circuit breakers CB1, CB2 Te switched together with the progress of the train 10, section 4 of the trolley line ₁ 1 M (a) seat power supply or trolley wire pressurized by 1 ₂ T (B) seat power, while the train 10 of Notchion is so can pass through.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the conventional line, in the vicinity of the dead section, the driver must pass as a notch-off according to the dead section sign and is not suitable for high-speed driving. In addition, even if notch off when passing through the dead section, auxiliary power etc. remain on and arcing occurs to some extent when moving from the trolley wire to the dead section, so it is necessary to periodically inspect and replace the dead section, Maintenance costs increase. In addition, when the pantograph passes through the dead section, the lighting, air conditioning, in-vehicle display, etc. are temporarily stopped, resulting in service degradation.
[0007]
In the case of the above-mentioned Shinkansen, it is necessary to provide a switching facility at a substation or feeder section, which increases the equipment cost. Further, since the power source is switched in accordance with the traveling of the vehicle, the length of the middle section is required to be 1000 m or more. In addition, an instantaneous power failure of 250 ms to 350 ms occurs when the power of the middle section is switched. Further, since the switching breaker is repeatedly turned on and off every time the vehicle passes, maintenance is necessary and there are many failures.
[0008]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle power supply circuit and a feeding system in which an electric vehicle can pass through a dead section while powering.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above-mentioned problems, and the power circuit system for an electric vehicle according to claim 1 converts the power system of the pantograph into a DC power system, and converts the DC power system into a three-phase AC power system. In a power circuit of an electric vehicle that converts and controls an induction motor, a trolley wire in which the power system of a plurality of pantographs is connected in parallel by a DC power system after DC conversion , and the leading and trailing electric vehicles have different systems It is characterized by operating without short-circuiting the trolley wire even if it receives electric power from the trolley .
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a power circuit system for an electric vehicle that converts a power system of a pantograph into a DC power system, converts the DC power system into a three-phase AC power system, and controls an induction motor. In the power supply circuit, a plurality of pantograph power supply systems are connected in parallel by a three-phase AC power supply system after three-phase conversion from the DC power supply system.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a power feeding system in which an electric vehicle having a pantograph interval equal to or longer than the length of the dead section is arced while powering the dead section. It is possible to pass without pulling.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the power supply system for the Shinkansen electric vehicle is the power supply circuit system for the electric vehicle according to the first or second aspect, and the different power source matching portion of the Shinkansen is a dead section. It is an electric configuration, and is characterized in that a Shinkansen electric vehicle whose pantograph interval is longer than the length of the dead section can run at high speed without a switching section.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
FIG. 1 shows a configuration diagram of a power supply circuit of a DC parallel connection system for an AC electric vehicle according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 ₁ , 1 ₂ are trolley wires connected in the dead section 2, 10 a, 10 b are VVVF controlled electric vehicles on the front and rear sides, and the power circuits of the electric vehicles 10 a, 10 b are similarly configured Has been. Electric vehicles 10a, 10b, respectively perform power pull on the primary side 14a of the main transformer 14 via a vacuum circuit breaker 12 through the pantograph 11 from the trolley line 1 ₁ or 1 _2. The interval between the pantographs 11 is not less than the length of the dead section 2 (8 m for AC, 20 m or 45 m for AC / DC).
[0014]
Converters 16 _{1 to} 16 ₄ are connected to the secondary sides 14b _{1 to} 14b ₄ of the main transformer 14 of the electric vehicles 10a and 10b. The converters 16 ₁ and 16 ₂ are connected to induction motors 18 ₁ for driving electric vehicles 18 ₁ and 16 ₂ , respectively. 18 first VVVF three-phase inverter 17 ₁ for controlling the _2, converter 16 _3, 16 ₄ are second VVVF three-phase inverter 17 ₂ is connected to control the induction motor 18 _3, 18 ₄ for driving a vehicle Yes. The output sides (first DC power supply system) of the converters 16 ₁ and 16 ₂ of the electric cars 10a and 10b are connected in parallel by the first cable 21a, and the electric cars 10a and 10b are connected to the first DC power supply system. Electric power can be interchanged. Similarly, the output sides (second DC power supply system) of converters 16 ₃ and 16 ₄ of electric vehicles 10a and 10b are connected in parallel by second cable 21b, and electric vehicles 10a and 10b are connected to the second DC power supply system. Electric power can be interchanged. That is, the power supply circuit of the electric vehicles 10a and 10b is a power supply circuit system in which a plurality of pantograph power supply systems are connected in parallel by a DC power supply system after DC conversion.
[0015]
The auxiliary transformer 16 ₅ is connected to the secondary side 14 b ₅ of the main transformer 14 of the electric cars 10 a and 10 b, and the DC side of the converter 16 ₅ of the electric cars 10 a and 10 b is connected in parallel by the cable 22. It is connected so that the auxiliary machine system DC power of the electric cars 10a, 10b can be accommodated.
[0016]
The operation of the electric vehicle will be described. Now, the top side and the trailing side electric vehicles 10a, 10b is that the vehicle is running by power operation of the trolley wire 1 ₁ side trolley wire 1 _{in two} directions. At this time the electric vehicle 10a, 10b travels both receive power from the trolley line 1 _1. That is, the electric vehicle 10a from the trolley line 1 _1, single phase alternating current drawn by the pantograph 11 and 10b are stepped down by transformer 14, it is converted into a DC power supply system with converter _{_161-164.} Inverter 17 _1, 17 ₂ induction motor 18 ₁ converts the DC into three-phase alternating current of VVVF, controls to 18 _4, to travel electric vehicle 10a, and 10b at a predetermined speed.
[0017]
Electric vehicle 10a that the power running operation, when the pantograph 11 of the top side electric vehicle 10a and 10b enters the dead section 2, the electric vehicle 10b of the tail side is received continued power from the trolley line 1 _1, the top-side electrical The car 10a cannot receive power from the trolley line. However, since the DC sides of the converters 16 _{1 to} 16 ₄ of the electric vehicles 10a and 10b are connected in parallel by the first and second cables 21a and 21b, the first and second inverters of the leading electric vehicle 10a are connected. 17 ₁ and 17 ₂ convert the direct current converted by the converters 16 _{1 to} 16 ₄ of the rear-side electric vehicle 10b into three-phase alternating current to control the induction motors 18 ₁ to 18 ₄ . Thus electric vehicle 10a is an electric vehicle 10a also enters the trolley line 1 _1, 10b can travel remains a power running operation. Furthermore, auxiliary power source of the head-side electric vehicle 10a so obtained from the converter 16 ₅ of trailing side electric vehicle 10b via the cable 22 does not become an auxiliary power failure.
[0018]
When the pantograph 11 of the top side of the electric vehicle 10a by the power running operation enters the dead section 2 through the trolley line 1 _2, the electric vehicle 10a and 10b receives power from the trolley line 1 ₂ and 1 ₁ different in strains It will be. However, the power system of the pantograph 11 of the electric cars 10a and 10b is connected by the DC power system after the DC conversion, and the pantographs 11 of the electric cars 10a and 10b are not connected by a cable. Even if 10b receives electric power from trolley wires 1 ₂ and 1 ₁ having different systems, the vehicle can travel in power running without short-circuiting between trolley wires 1 ₁ and 1 ₂ .
[0019]
When the pantograph 11 of the trailing side of the electric vehicle 10b in a power running operation enters the dead section 2, the electric vehicle 10a is received power from the trolley line 1 _2, but the electric vehicle 10b will not be able to receive power from the trolley line. However, the first and second inverters 17 ₁ and 17 ₂ of the rear electric car 10b are converted by the converters 16 _{1 to} 16 ₄ of the leading electric car 10a via the first and second cables 21a and 21b. induction motor 18 ₁ converts direct current into three-phase, to drive to 18 _4. Therefore, even if the electric vehicle 10b enters the dead section 2, the electric vehicles 10a and 10b can travel while being powered. Further, auxiliary power trailing side electric vehicle 10b so obtained from the converter 16 ₅ of the top side electric vehicle 10a via the cable 22 does not become an auxiliary power failure.
[0020]
When the pantograph 11 of the trailing side of the electric vehicle 10b enters the trolley wire 1 ₂ through a dead section 2, electric vehicles 10a, 10b travels by receiving power from the same trolley line 1 _2.
[0021]
As described above, since the electric vehicles 10a and 10b can pass through the dead section 2 while being in power running, there is no need to pass through the dead section 2 as a notch according to the dead section sign as in the prior art. Accordingly, high speed operation is possible.
[0022]
Embodiment 2
FIG. 2 shows a configuration diagram of a power supply circuit of a three-phase AC parallel connection system for an AC electric vehicle according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, 1 ₁ , 1 ₂ are trolley wires connected in the dead section 2, 10 a, 10 b are VVVF controlled electric vehicles on the front and rear sides, and the power circuits of the electric vehicles 10 a, 10 b are similarly configured Has been. Electric vehicles 10a, 10b, respectively perform power pull on the primary side 14a of the main transformer 14 via a vacuum circuit breaker 12 through the pantograph 11 from the trolley line 1 ₁ or 1 _2. The interval between the pantographs 11 is not less than the length of the dead section 2 (8 m for AC, 20 m or 45 m for AC / DC).
[0023]
Converters 16 _{1 to} 16 ₄ are connected to the secondary sides 14b _{1 to} 14b ₄ of the main transformer 14 of the electric vehicles 10a and 10b, and the vehicle driving induction motors 18 ₁ and 18 ₂ are connected to the converters 16 ₁ and 16 _2. first VVVF three-phase inverter 17 ₁ for controlling the _2, converter 16 _3, 16 ₄ second VVVF three-phase inverter 17 ₂ is connected to control the induction motor 18 _3, 18 ₄ for driving a vehicle . The first inverter 17 ₁ output side (first three-phase AC power supply system) of the electric cars 10a and 10b is connected in parallel by the first cable 23a, and the first three-phase AC of the electric cars 10a and 10b. Can be used. Similarly, the inverter 17 ₂ output side (second three-phase AC power supply system) of the electric cars 10a and 10b is connected in parallel by the second cable 23b, and the second three-phase AC of the electric cars 10a and 10b is interchanged. It has been made. That is, the power supply circuit of the electric vehicles 10a and 10b is a power supply circuit system in which a plurality of pantograph power supply systems are connected in parallel by a three-phase AC power supply system after three-phase conversion from DC.
[0024]
Further, a converter 16 ₅ for an auxiliary machine is connected to the secondary side 14b ₅ of the main transformer 14 of the electric cars 10a, 10b, and the DC side of the converter 16 ₅ of the electric cars 10a, 10b is a cable not shown. It is connected in parallel so that the auxiliary machine system DC power of the electric cars 10a, 10b can be accommodated.
[0025]
The operation of the electric vehicle will be described. Now, the top side electric vehicle 10a and tail side electric vehicle 10b is a running on a trolley line 1 ₁ side trolley line 1 _two directions power running operation. At this time the electric vehicle 10a, 10b travels by receiving power from the trolley line 1 _1. That is, the electric vehicle 10a from the trolley line 1 _1, single-phase AC which is stepped down by transformer 14 is retracted by the pantograph 11 and 10b is converted into direct current by the converter _{_161-164.} Inverter 17 _1, 17 ₂ induction motor 18 ₁ converts the DC into three-phase alternating current of VVVF, drives to 18 _4, to travel electric vehicle 10a, and 10b at a predetermined speed.
[0026]
Electric vehicle 10a that power running operation, when the pantograph 11 of the top side electric vehicle 10a and 10b enters the dead section 2, the electric vehicle 10b of the tail side is received continued power from the trolley line 1 _1, the top side electric vehicle 10a cannot receive power from the trolley wire. However, since the three-phase alternating current sides of the first and second inverters 17 ₁ and 17 ₂ of the electric vehicles 10a and 10b are connected in parallel by the first and second cables 23a and 23b, The induction motors 18 ₁ and 18 ₂ are driven by a three-phase alternating current from the inverter 17 ₁ of the trailing electric vehicle 10b. Accordingly, the electric vehicles 10a and 10b can travel while performing power running. Furthermore, auxiliary power source of the head-side electric vehicles 10a, so obtained from the converter 16 ₅ of trailing side electric vehicle 10b via a not shown cable does not become an auxiliary power failure.
[0027]
When the pantograph 11 of the top side of the electric vehicle 10a enters the dead section 2 through the trolley line 1 ₂ a power running operation, the electric vehicle 10a and 10b, to receive power from differing trolley line 1 ₂ and 1 ₁ lineage become. However, the power system of the pantograph 11 of the electric cars 10a and 10b is connected by the three-phase AC power system after the three-phase conversion, and the pantograph 11 of the electric cars 10a and 10b is not connected by a cable. Even if 10a and 10b receive electric power from trolley wires 1 ₂ and 1 ₁ having different systems, the trolley wires 1 ₁ and 1 ₂ can travel without being short-circuited.
[0028]
When the pantograph 11 of the trailing side of the electric vehicle 10b in a power running operation enters the dead section 2, the electric vehicle 10a is received power from the trolley line 1 _2, but the electric vehicle 10b will not be able to receive power from the trolley line. However, since the three-phase AC side of the first and second inverters 17 ₁ and 17 ₂ of the electric cars 10a and 10b are connected in parallel by the first and second cables 23a and 23b, the rear-side electric car 10b The induction motors 18 ₁ to 18 ₄ are driven by the three-phase AC of the inverters 17 ₁ and 17 ₁₂ of the leading electric vehicle 10a. Accordingly, the electric vehicles 10a and 10b can travel while performing power running. Further, since the auxiliary power source of the tail-side electric vehicle 10b is obtained from the converter 16 ₅ of the top side electric vehicle 10a through the unillustrated cable does not become an auxiliary power failure.
[0029]
When the pantograph 11 of the trailing side of the electric vehicle 10b enters the trolley wire 1 ₂ through a dead section 2, electric vehicles 10a, 10b travels both receive power from the trolley line 1 _2.
[0030]
As described above, since the electric vehicles 10a and 10b can pass through the dead section 2 by power running, it is not necessary to pass the dead section 2 as a notch-off according to the dead section sign as in the prior art. Accordingly, high speed operation is possible.
[0031]
In the first and second embodiments , each electric vehicle has four converters, two inverters, and four vehicle drive motors, and the converted DC power supply system and AC power supply system have two systems. However, the present invention is not limited to this. In the first and second embodiments , the different power source section is AC-AC. However, when the different power source section is AC-DC, for example, the main power circuit is used as a circuit for converting a pantograph power system into a DC power system. A circuit of the transformer 14 and converters 16 _{1 to} 16 ₄ and a DC-DC converter are provided. When the pantograph power supply system is AC, DC conversion is performed by the circuit of the main transformer 14 and the converters 16 _{1 to} 16 ₄ , and DC is DC. -Use an automatic switching circuit that converts direct current with a DC converter.
[0032]
【The invention's effect】
(1) Since the driver can drive without being aware of the dead section sign, the burden is reduced.
(2) Since it can run with the notch on, it is suitable for high-speed running and is expected to improve the orientation speed.
(3) Auxiliary power supply will not lose power, leading to improved service.
(4) There is no vehicle power failure due to passing through the dead section, and there is no rush due to frequent power recovery, which is good for the life of the equipment.
(5) In the case of a vehicle having multiple panda graphs, either panda graph can always collect current and can pass through the dead section with power running, so there is no need to consider the place where the dead section is installed as in the past. .
(6) When this method is applied to the Shinkansen, no switching section for the Shinkansen is required, powering operation with a dead section similar to conventional lines is possible, and an economical Shinkansen power system can be constructed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply circuit of a DC parallel connection system for an AC electric vehicle according to a first embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram of a power circuit of a three-phase AC parallel connection system for an AC electric vehicle according to the first embodiment.
FIG. 3 is a configuration explanatory diagram of a different power source section of a conventional line according to a conventional example.
FIG. 4 is a configuration explanatory diagram of a different power source section of a Shinkansen according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 ₁ , 1 ₂ , trolley wire 2 of different power source 2, dead section 10 a, 10 b, electric vehicle 11, pantograph 14, main transformer 16, converter 17, VVVF inverter 18, vehicle drive motor

Claims

In the power circuit of an electric vehicle that controls the induction motor by converting the power system of the pantograph to a DC power system and converting this DC power system to a three-phase AC power system, A power supply for an electric vehicle, which is connected in parallel with a DC power supply system and operates without short-circuiting the trolley line even if the leading and trailing electric cars receive power from trolley lines of different systems Circuit scheme.

In a power circuit for an electric vehicle that controls an induction motor by converting a pantograph power supply system to a DC power supply system and converting the DC power supply system to a three-phase AC power supply system, the power supply system for a plurality of pantographs is separated from the DC power supply system. A power circuit system for an electric vehicle, characterized by being connected in parallel by a three-phase AC power system after phase conversion.

The electric vehicle power supply circuit system according to claim 1 or 2, wherein an electric vehicle having a pantograph interval greater than or equal to a length of the dead section can pass through the dead section without powering the arc without drawing an arc. Sukiden system.

The power supply circuit for the Shinkansen electric vehicle is the electric vehicle power supply circuit system according to claim 1 or 2, the different power supply matching point of the Shinkansen has a feeding configuration with a dead section, and the interval between the pantographs is the length of the dead section A feeding system characterized by enabling the above Shinkansen electric cars to run at high speed without a switching section.